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Ultimate Strength and Structural Health Monitoring of Reinforced Concrete Pile Foundation

Research Project

Project/Area Number 19K04709
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionChiba University (2021)
Toyohashi University of Technology (2019-2020)

Principal Investigator

Hayashi Kazuhiro  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40725636)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords鉄筋コンクリート杭 / 巨大地震 / 損傷 / 耐力評価 / 遠心場実験 / 連成系 / 数値解析 / 地震観測 / 終局強度 / 受働土圧 / 実地震観測 / 損傷評価 / 遠心載荷実験 / 飽和砂地盤 / 繰り返し加振 / 振動応答 / 豊浦砂 / ランキン土圧 / クーロン土圧 / 終局耐力 / モニタリング
Outline of Research at the Start

本研究は下記2点を研究課題と設定する。① 杭部材の損傷を考慮した極大地震時の建物挙動解明と下部構造の終局耐力算定法誘導、② 地中杭部材の損傷を地上部に設置したセンサから同定する手法の提案
課題①に関しては、実験例のない鉄筋コンクリート杭基礎構造建物の終局・極限状態を解明し、下部構造の終局耐力算定式提案をめざす。
課題②に関しては、構造物の健全度判定の中でも研究例の少ない下部構造の杭部材を対象とする。提案手法の幅広い普及展開を見据え、長い工期と多額の費用がかかる地盤掘削を行わない条件をあえて課し、建物地上部に配したセンサの鉛直振動特性に着目(詳細は後述)した健全度評価をめざす。

Outline of Final Research Achievements

This study targets the ultimate state of einforced concrete pile foundation structures. The details are as follows; 1. Centrifugal loading tests of dry sand-RC pile foundation interaction were conducted to clarify the nonlinear behavior of the system and the fracture properties of the RC pile members.
2. A numerical analysis model capable of reproducing the nonlinear behavior of dry sand-RC pile foundation interaction system was proposed and compared with the experimental results.
3. An observation system was constructed and operated to collect earthquake wave data at the real buildings.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の巨大地震では、社会基盤である大型建築物を支える杭部材の損傷が多数みられるようになっており、地震後の事業継続性に大きな影響を及ぼすことが示唆されている。本研究成果は、災害後の事業継続の根幹を支える建物の損傷制御を前提とした設計法構築の基盤となるものである。また、目視確認が難しい地中の構造物である杭部材について、地震時の記録からその損傷を判定する技術の開発をめざし、その端緒となる破壊時応答を記録から同定する方法を提案した。当該成果は、速やかな事業復旧・継続に資するものである。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Static Loading Test of Soil-RC Pile System Using a Centrifuge Model2022

    • Author(s)
      S. Takahashi, T. Nakamura, K. Hayashi, T. Saito
    • Journal Title

      Proc. the 2022 The 2nd International Civil Engineering and Architecture Conference

      Volume: 2

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 強震動と複数回の余震動を受ける飽和砂地盤-RC杭-建物連成系の振動応答2021

    • Author(s)
      髙橋周平・林和宏・宮地祐一・齊藤大樹
    • Journal Title

      日本建築学会構造工学論文集

      Volume: 67B Pages: 437-444

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic response of the saturated soil-reinforced concrete pile-superstructure interaction under repeated shaking2021

    • Author(s)
      K. Hayashi, S. Takahashi, T. Saito
    • Journal Title

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering, ELSEVIER

      Volume: 145 Pages: 106685-106685

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2021.106685

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] AN EXPERIMENTAL STUDY ON DYNAMIC FLEXURAL BUCKLING FOR REINFORCED CONCRETE PILES IN LIQUEFIED SOIL USING CENTRIFUGE TESTS2020

    • Author(s)
      林和宏・宮地祐一・木村祥裕・田村修次・齊藤大樹
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 85 Issue: 773 Pages: 911-920

    • DOI

      10.3130/aijs.85.911

    • NAID

      130007881999

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 遠心力載荷における乾燥砂地盤-RC杭連成系の静的実験と数値解析(その1)遠心力載荷実験計画2021

    • Author(s)
      林和宏・中村朋樹・髙橋周平・齊藤大樹
    • Organizer
      2021年度日本建築学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 遠心力載荷における乾燥砂地盤-RC杭連成系の静的実験と数値解析(その2)数値解析モデルの提案2021

    • Author(s)
      中村朋樹・髙橋周平・林和宏・齊藤大樹
    • Organizer
      2021年度日本建築学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 遠心力載荷における乾燥砂地盤-RC杭連成系の静的実験と数値解析(その3)結果・考察2021

    • Author(s)
      髙橋周平・中村朋樹・林和宏・齊藤大樹
    • Organizer
      2021年度日本建築学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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